کاربرد پلیمرها در راهسازی

در این میان مناسبترین ماده ای که برای روسازی راه به کار می‌رود، آسفالت است. زیرا از مواد دیگری ارزانتر است، در برابر تغییرات شرایط جوی پایدار می‌باشد، خاصیت ارتجاعی دارد، به فراوانی و در همه جا در دسترس است و می‌توان آن را (با اصلاحات لازم) در هر آب و هوایی به کار برد.

تا چندین دهه قبل آسفالت به صورت معمول خود (مخلوطی از قیر و سنگدانه) به کار می‌رفت. ولی امروزه مهندسان بنا به دلایل زیر سعی در بهبود خواص آسفالت دارند:

آسفالت با مشکلاتی نظیر ترک خوردن، شیار شیار شدند (Rutting) فرسوده شده بر اثر نمکها، جمع شدن بر اثر گرما یا شکننده شدن بر اثر سرما و ... روبروست.

توجه به ایمنی و راحتی جاده ها از مهمترین اصول راهسازی مدرن است. مثلا سطح جاده باید طوری باشد که اصطکاک لازم را ایجاد کرده از لیز خوردن اتومیبلها جلوگیری نماید. همچنین صدای ناهنجار ایجاد ننماید. یعنی دارای سطحی هموار باشد نیز از جمع شدن آب روی جاده جلوگیری شود.

طراحان و مهندسان در پی یافتن روشها و مواد مناسبی برای اصلاح آسفالت هستند. از جمله مهمترین موادی که تا کنون برای این منظور به کار رفته اند و نتایج بسیار رضایت بخشی به همراه داشته اند. پلیمرها می‌باشند.

دو کاربرد عمده پلیمر در بهبود خواص آسفالت عبارتند از:

1- استفاده از پلیمر برای اصلح خواص قیر.

2- استفاده از شبکه های (Mesh) پلیمری برای تسلیح آسفالت.

3- استفاده از پلیمر برای اصلاح قیر PMB2

قیر به عنوان چسبنده ای ایده آل برای ساخت آسفالت به کار می‌رود. این ماده در دمای بالا مایع شده می‌تواند با سنگدانه ها مخلوط شود آنها را به هم بچسباند و تشکیل آسفالت دهد. در دمای معمول، قیر به صورت یک ماده ویسکو الاستیک عمل می‌کند به علاوه چسبندگی خوبی داشته، در برابر نفوذ آب مقاوم می‌باشد.

با این همه، برخی از مشکلات راهها نظیر خرد شدن آسفالت بر اثر خستگی، ایجاد شیار بر روی آسفالت بر اثر افزایش بار محوری، روان شدن آسفالت در اثر گرما، کنده شدن و خرد شدن سنگدانه ها و ... مربوط به قیر مصرفی می‌باشند. بنابراین شیمیدانها سعی زیادی در بهبود خواص قیر دارند.

یکی از راههای اصلاح یک ماده اضافه کردن مواد دیگر به آن می‌باشد مثل ساخت آلیاژهای گوناگون.

پلیمرها از اولین مواد اصلاح کننده ای بودند که برای افزودن به قیر پیشنهاد شدند زیرا:

منشا پلیمرها وقیر هر دو ماده خام واحدی می‌باشد (نفت). بنابراین ساختار اصلی آنها قابل مقایسه است.

با استفاده از فرآیندهای شیمیایی می‌توان پلیمرهای جدید با خواص مطلوب تهیه کرد (تنوع).

پلیمرها موادی پایدار و قابل بازیافت هستند (توجیه اقتصادی).

اواسط دهه 70 میلادی یک شرکت نفتی توانسته با اضافه کردن EVA3 ، به قیری با انعطاف پذیری بهتر دست یابد کمی‌بعد با کشف 4SBS ها شیمیدانها توانستند خواص قیر را باز هم بهبود بخشند.

EVA ها پلاستیک5 و SBS ها الاستومر6 هستند، امروزه، برای اصلاح قیر از هر دو گروه EVA و SBS ها بهره گرفته می‌شود.

اولین آزمایش موفقیت آمیز PMB ها در اواخر دهه 70 میلادی در جاده های انگلستان انجام شد.